數(shù)據(jù)中心UPS閥控鉛酸蓄電池維護測試的建議

黃 堅

（廣西壯族自治區(qū)信息中心，廣西 南寧 530000）

1 蓄目電池檢項目

（1）電池外觀檢查：外觀是否存在變形、漏液，安全閥周圍有無液體。

（2）電池端柱是否有腐蝕、爬酸現(xiàn)象或過熱痕跡；電池槽和電池蓋是否損壞。

（3）電池絕緣檢查：檢查電池是否有破損，當電池達到使用年限時，提前通知用戶。

（4）電池電壓測量：使用萬用表檢查充電電壓是否和電池數(shù)量相匹配。

（5）電池端子連接是否穩(wěn)固，視情況進行電池表灰塵處理。

2 蓄電池監(jiān)測管理

針對蓄電池組進行監(jiān)測、維護與修復，實時掌握蓄電池的運行狀態(tài)，不僅可以在市電異常、線路高峰、計劃性停電的情況下減少中斷失敗的風險，更可以減少電氣安全隱患的發(fā)生。防范勝于救災，盡早發(fā)存蓄電池存在隱患，要比制定應急方案更為有效。

蓄電池監(jiān)測的內(nèi)容包括：實時顯示電池的總電壓、總電流、每節(jié)電池的電壓、溫度、電流、內(nèi)阻及電池的工作狀態(tài)等信息，自動識別電池組的工作狀態(tài)，顯示電池處于浮充、放電、或者均充等狀態(tài)，并對電池的充放電過程進行數(shù)據(jù)存儲記錄，能自動記錄10 h以上的電池充放電數(shù)據(jù)、內(nèi)阻測試及數(shù)據(jù)記錄，運用數(shù)據(jù)比對的功能，發(fā)現(xiàn)落后電池，提前預報蓄電池失效趨勢等。監(jiān)測方式包括專用監(jiān)控儀以及使用萬用表、內(nèi)阻檢測儀測量的方式進行。

3 蓄電池浮充電壓均衡性測試

參照YD/T799—2002《通信用閥控式密封鉛酸蓄電池》標準，要求“蓄電池在浮充狀態(tài)下24 h后各蓄電池之間的端電壓差應不大90 mV（蓄電池組由不多于24只2 V蓄電池組成時）、200 mV（蓄電池組由多于24只2 V蓄電池組成時）、240 mV（6 V）、480 mV （12 V）。如果測試電壓偏差大，則需要考慮改成均充模式后再進行觀察和測試；如果轉(zhuǎn)成浮充后仍沒有改觀，則需要考慮采用如下方法進行檢測核實。

4 蓄電池的容量測試

蓄電池容量是衡量蓄電池性能的重要性能指標之一，它表示在一定條件下（放電率、溫度、終止電壓等）電池放出的電量是否符合業(yè)務要求。

4.1 系統(tǒng)在線式容量測試法

（1）通常在直流供電系統(tǒng)中，首先需要調(diào)整UPS主機的輸出電壓至保護電壓，進而由蓄電池直接對真實負載供電，在放電過程中通過UPS主機系統(tǒng)或手動測量找出蓄電池組落后電池（電壓最低、容量最差），將其作為此次容量試驗的對象。

（2）調(diào)整UPS主機正常運行，整流后對蓄電池均充電，待顯示充電水平達到100%后持續(xù)觀察1 h以上即可。

（3）充電穩(wěn)定后，選出落后電池，使用專業(yè)設備測量記錄落后電池當前電壓、殼體溫度、開始測試時間，隨后對其進行10 h放電測試，記錄當前室內(nèi)溫度，每隔1 h對電池重新測量，直至其達到10 h后停止測量。

（4）根據(jù)電池廠家提供的放電曲線圖，核算蓄電池的實際容量，需考慮測試環(huán)境溫度的因素，與表格數(shù)據(jù)一一對應。

（5）測試完成后，需盡快對放電電池進行充電，防止其虧電后不可用。

（6）測試人員根據(jù)之前的測量數(shù)據(jù)繪制落后電池放電測試曲線，與廠家數(shù)據(jù)對照，可判斷電池是否達到報廢更換狀態(tài)。

4.2 離線式容量測試法（在條件允許的情況下）

（1）離線式與在線式不同，離線式采用的是脫離UPS系統(tǒng)后使用假負載進行放電測試，但環(huán)境溫度要求也必須為25±5 ℃，測試前需將蓄電池組補充至滿電狀態(tài)后靜置1 h方可進行。

（2）與在線式測試相同，放電測試前需對環(huán)境溫濕度、電池電壓、內(nèi)阻及電池溫度進行測量并記錄，開始測試時記錄當前時間[1]。

（3）每隔1 h對電池重新測量，直至其達到終止電壓后停止測量。時刻關注電池放電期間的電流波動，波動范圍不得超過廠家規(guī)定值的1%。

（4）在電池即將達到終止電壓的測試期間，需加強測試頻率，不限于1 h的間隔，可將測試間隔調(diào)整為10～20 min一次，此目的是為了能更加準確的掌握蓄電池達到完全放電狀態(tài)時的發(fā)生時間。

（5）電池的容量是與放電電流大小相關的，對于同一塊電池，一般電流越大，放出電的總?cè)萘吭叫　ｋ姵氐钠焚|(zhì)越好，高速放電能力越強，在大電流放電的容量越高。電池的容量等于放電時長乘放電電流。可按照標準的10 h放電率進行計算，但當溫度不是標準25 ℃時，則應當按照一定的系數(shù)進行修正，可參考公式：

計算容量為Ce，實際容量為Cr，放電時實際溫度為t，溫度系數(shù)為K（K=0.01/℃時為1 h；K=0.008/℃時為3 h；K=0.006/℃為10 h）

（6）放電測量及數(shù)據(jù)計算結(jié)束后，需盡快對放電電池進行充電，防止其虧電后不可用。

但此種測量方法也存在如下的弊端。

首先，電池需脫離供配電系統(tǒng)，如果發(fā)生市電中斷，另一組蓄電池能否滿足負載供電時長要求，存在著風險隱患。

其次，整組電池測試需要消耗大量的時間，通常會持續(xù)十幾二十個小時。

最后，須消耗大量的電能與熱能。

4.3 核對性放電測試法

核對性放電測試法就是將蓄電池進行深度放電，即為讓電池放至無法放電為止，此舉對電池的損害較大，一般不推薦使用，且測量數(shù)據(jù)有可能會與在線式測量法得出的數(shù)據(jù)相同。

其主要操作方法是：

（1）測量記錄環(huán)境溫濕度、蓄電池電壓、表溫及放電測試開始時間，將蓄電池放電，直接對負載進行供電，當蓄電池電量低至90%時停止放電；

（2）放電測量及數(shù)據(jù)計算結(jié)束后，需盡快對放電電池進行充電，防止其虧電后不可用；

（3）記錄放電時的各項參數(shù)數(shù)據(jù)，做好文檔管理，下次測量后將兩次數(shù)據(jù)進行比對，可得出優(yōu)劣。

需特別說明：

（1）所有檢測均不能影響正常系統(tǒng)的運行，當發(fā)生風險時，應立即停止容量檢測工作，恢復其正常運行；

（2）使用UPS外接電池組的，不推薦使用離線式容量測試法，因為電池之間的拆除及安裝不宜過于頻繁，且存在施工安全風險。

4.4 測試試驗應注意的問題

（1）在容量測試期間最大的風險隱患即是當市電突然中斷時，蓄電池的容量是否足以保障負載的正常使用。因此，在做容量檢測時，要事先了解市電與直流電的供電系統(tǒng)供電情況，是否存在計劃性停電或者設備故障隱患。此外，還應關注測試地點的柴油發(fā)電機組是否處于良好可運行狀態(tài)，后備油料需前提備足[3]。

（2）容量測試中所采用的所有設備設施，包括但不限于假性負載、容量測試儀、內(nèi)阻測試儀、萬用表和電導儀，都應處于檢定時間范圍內(nèi)，以保證測試的準確性及權威性。

（3）放電后電池補充電量應為放電電量的1.2倍。

（4）應制定應急及回退操作流程，避免因容量測試而產(chǎn)生的所有故障事件發(fā)生。

5 蓄電池啟動電流測試

在實際使用過程中，在線式UPS從正常市電供電切換至逆變供電的時間要求小于7 ms，一般設計為4～5 ms。當市電發(fā)生異常時，蓄電池須在小于4～5 ms的時間內(nèi)輸出電能。如果電池組中存在落后或失效的電池，可能滿足以上端電壓和容量的要求，但在大電流放電時不合格，這種情況屬于存在風險隱患。由于蓄電池瞬間輸出大電流的特性只有在關閉市電時才能測試，因此在未摸清蓄電池性能的情況下進行測試是存在一定風險的，故一般不建議進行蓄電池啟動電流測試[2]。

6 結(jié) 論

在數(shù)據(jù)中心場地基礎設施的日常UPS供配電系統(tǒng)運維管理中，建議運維團隊應制定季度和年度的維護保養(yǎng)計劃，當蓄電池的使用時間超過廠家約定的質(zhì)保期后，要提高整體的風險意識，增加維護巡檢的強度和頻率，以保證系統(tǒng)安全可靠的運行。無論是通過人工還是系統(tǒng)巡檢，如果在巡檢中發(fā)現(xiàn)落后電池，應及時提出蓄電池組的更換計劃，以防止市電中斷從而引發(fā)的業(yè)務停止的事件發(fā)生。